本發(fā)明一般涉及指紋識別領(lǐng)域。更特別地，本發(fā)明涉及一種指紋識別裝置及其制作方法，以及包括指紋識別裝置的顯示設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代社會的進步，個人身份識別以及個人信息安全的重要性逐步受到人們的關(guān)注。由于人體指紋具有唯一性和不變性，使得指紋識別技術(shù)具有安全性好，可靠性高，使用簡單方便的特點，因而指紋識別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于保護個人信息安全的各種領(lǐng)域，包括顯示領(lǐng)域，尤其是具有顯示功能的電子設(shè)備領(lǐng)域，例如手機、筆記本電腦、平板的電腦、數(shù)碼相機等。指紋識別功能業(yè)已成為當(dāng)前電子設(shè)備的必備功能之一，其對于增強電子設(shè)備的安全性，擴展其應(yīng)用范圍等均具有重要的意義。

因此，在本領(lǐng)域中存在對于提供一種改進的指紋識別裝置的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是提供一種指紋識別裝置及其制作方法，以及包括指紋識別裝置的顯示設(shè)備，其能夠?qū)崿F(xiàn)指紋識別。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種指紋識別裝置，該裝置包括：多個識別元件，每一個識別元件包括第一識別單元和第二識別單元。第一識別單元包括第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層、下電極、密封層、夾在第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層與下電極之間并且由密封層圍封的導(dǎo)電液滴，以及至少部分地浸入在導(dǎo)電液滴中且不與下電極接觸的上電極。第二識別單元包括第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層、下電極、密封層、夾在第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層與下電極之間并且由密封層圍封的導(dǎo)電液滴，以及至少部分地浸入在導(dǎo)電液滴中且不與下電極接觸的上電極。

如本文中所使用的，術(shù)語“溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層”是指由具有以下性質(zhì)的材料制作的層：當(dāng)該材料的溫度低于臨界轉(zhuǎn)換溫度時，該材料的分子鏈呈現(xiàn)親水性，此時，液體與該材料的接觸角非常小，液體以盡可能大的面積接觸該材料；當(dāng)該材料的溫度高于臨界轉(zhuǎn)換溫度時，該材料的分子鏈呈現(xiàn)疏水性，此時，液體與該材料的接觸角非常大，液體以盡可能小的面積接觸該材料。因此，通過改變溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層的溫度，可以將其從親水性改變成疏水性，或者從疏水性改變成親水性。在本發(fā)明中，第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層和第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層的臨界轉(zhuǎn)換溫度不同。

在工作時，向識別元件的上電極施加電信號。當(dāng)?shù)谝粶孛粜陀H水/疏水轉(zhuǎn)換層的溫度在對應(yīng)臨界轉(zhuǎn)換溫度以下時，第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層表現(xiàn)出親水狀態(tài)，導(dǎo)電液滴以盡可能大的面積接觸第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層，上電極和下電極不電氣連接，因此沒有電信號從上電極傳遞到下電極；當(dāng)?shù)谝粶孛粜陀H水/疏水轉(zhuǎn)換層的溫度在對應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)換溫度以上時，第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層表現(xiàn)出疏水狀態(tài)，導(dǎo)電液滴以盡可能小的面積接觸第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層，從而導(dǎo)致上電極和下電極通過導(dǎo)電液滴電氣連接，因此電信號從上電極傳遞到下電極。通過檢測下電極上的電信號，可以確定第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層的溫度范圍。對于第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層而言，情況是類似的。

在上述指紋識別裝置中，利用溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層的親水性/疏水性與溫度相關(guān)的性質(zhì)來檢測指紋，因此克服了電容型指紋識別裝置不能透過顯示設(shè)備表面的玻璃板檢測指紋的缺陷。指紋識別裝置能夠集成在顯示設(shè)備的任何位置而不必在顯示設(shè)備的邊緣設(shè)置單獨的指紋識別區(qū)，因此有利于提高指紋識別的精確性，并且有利于實現(xiàn)顯示設(shè)備的窄邊框化和小型化。

在一些實施例中，第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層的親水/疏水轉(zhuǎn)換溫度為T1，第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層的親水/疏水轉(zhuǎn)換溫度為T2，手指的脊部的溫度為T，手指的脊部和谷部之間的溫度差的絕對值為τ，并且T-τ＜T1＜T＜T2＜T+τ。

在通常情況下，手指的脊部的溫度是固定值，并且手指的脊部和谷部之間的溫度差的絕對值也是固定值。例如，手指的脊部的溫度為37℃，并且手指的脊部和谷部之間的溫度差的絕對值是0.1℃。

當(dāng)外界溫度低于手指的脊部的溫度時，手指的脊部的溫度高于手指的谷部。在這樣的情況下，當(dāng)手指接觸指紋識別裝置時，與手指的脊部接觸的識別元件的第一識別單元中的第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層從親水性轉(zhuǎn)變成疏水性，因此在對應(yīng)的下電極上檢測到電信號；與手指的谷部接觸的識別元件的第一識別單元中的第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層保持親水狀態(tài)，因此在對應(yīng)的下電極上檢測不到電信號。與此同時，第二識別單元中的第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層保持親水性，因此在對應(yīng)的下電極上檢測不到電信號。當(dāng)外界溫度高于手指的脊部的溫度時，手指的脊部的溫度低于手指的谷部。在這樣的情況下，當(dāng)手指接觸指紋識別裝置時，與手指的谷部接觸的識別元件的第二識別單元中的第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層從親水性轉(zhuǎn)變成疏水性，因此在對應(yīng)的下電極上檢測到電信號；與手指的脊部接觸的識別元件的第二識別單元中的第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層保持親水狀態(tài)，因此在對應(yīng)的下電極上檢測不到電信號。與此同時，第一識別單元中的第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層保持疏水性，因此在對應(yīng)的下電極上檢測到電信號。

因此，通過檢測每一個識別元件中的第一識別單元和第二識別單元的下電極上的電信號的存在和缺失，可以確定與該識別元件接觸的指紋特征是脊部還是谷部，從而實現(xiàn)指紋識別。具體地，當(dāng)?shù)谝蛔R別單元和第二識別單元的下電極上的電信號都存在或都缺失時，檢測到指紋的谷部。相反，當(dāng)?shù)谝蛔R別單元的下電極上存在電信號而第二識別單元的下電極上不存在電信號時，檢測到指紋的脊部。

在一些實施例中，當(dāng)?shù)谝粶孛粜陀H水/疏水轉(zhuǎn)換層和/或第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層從親水轉(zhuǎn)換成疏水時，與導(dǎo)電液滴的接觸角從0°-60°的范圍增加至100°-150°的范圍。當(dāng)?shù)谝缓?或第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層與導(dǎo)電液滴的接觸角為0°-60°時，導(dǎo)電液滴平鋪在第一和/或第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層上，使得上電極和下電極不電氣連接。當(dāng)?shù)谝缓?或第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層與導(dǎo)電液滴的接觸角為100°-150°時，由于導(dǎo)電液滴的體積恒定，并且由于導(dǎo)電液滴以極小的接觸面積接觸第一和/或第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層，因此導(dǎo)電液滴呈細長狀，從而將上電極的電信號傳遞至下電極。

在一些實施例中，第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層和/或第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層包括基底和形成在基底上的交聯(lián)型接枝膜。

在一些實施例中，基底具有多個凹槽。形成在基底上的交聯(lián)型接枝膜的臨界轉(zhuǎn)換溫度與基底的粗糙度有關(guān)。因此，可以通過在基底上形成多個凹槽來控制基底的粗糙度，進而調(diào)節(jié)第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層和/或第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層的臨界轉(zhuǎn)換溫度。

在一些實施例中，凹槽之間的間距小于或等于10μm。

在一些實施例中，第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層的交聯(lián)型接枝膜包括聚異丙基丙烯酰胺。聚異丙基丙烯酰胺的臨界轉(zhuǎn)換溫度在35℃附近，并且能夠通過調(diào)節(jié)基底的粗糙度來進一步調(diào)節(jié)。實驗表明，當(dāng)呈現(xiàn)疏水性質(zhì)時，聚異丙基丙烯酰胺與液體的接觸角接近160°，并且當(dāng)呈現(xiàn)親水性質(zhì)時，聚異丙基丙烯酰胺與液體的接觸角接近0°。

在一些實施例中，第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層的交聯(lián)型接枝膜包括N-乙丙基烯酰胺與N-異丙基丙烯酰胺的共聚物。通過控制該共聚物中的N-乙丙基烯酰胺和N-異丙基丙烯酰胺的摩爾百分比，可以控制該共聚物的臨界轉(zhuǎn)換溫度。實驗表明，典型的N-乙丙基烯酰胺與N-異丙基丙烯酰胺的共聚物的臨界轉(zhuǎn)換溫度在33.8℃-41.6℃范圍內(nèi)，例如36.8℃。

在一些實施例中，密封層為疏水密封層。通過選擇疏水密封層，可以最小化識別元件側(cè)壁對導(dǎo)電液滴分布的干擾，使得導(dǎo)電液滴的分布僅受第一和/或第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層的親水/疏水性影響。

在一些實施例中，密封層由有機玻璃制成。

在一些實施例中，指紋識別裝置還包括信號處理電路，每一個識別元件與所述信號處理電路電氣連接。信號處理電路配置成檢測第一識別單元和第二識別單元的下電極上的電信號，并且根據(jù)所檢測到的電信號確定指紋。

在一些實施例中，指紋識別裝置還包括布置在識別元件上方的導(dǎo)熱層。導(dǎo)熱層的存在能夠?qū)⑹种干系臒崃砍浞值貍鲗?dǎo)至多個識別元件，從而提高指紋識別的靈敏度和精確度。

在一些實施例中，導(dǎo)熱層是縱向?qū)釋?，其能夠?qū)⑹种干系臒崃靠v向傳導(dǎo)至多個識別元件，而在橫向上幾乎不傳導(dǎo)熱量，從而減少熱量的損失，提供指紋識別的靈敏度和精確度。

在一些實施例中，導(dǎo)熱層由碳納米管復(fù)合材料制成。碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能，其中其最令人矚目的熱學(xué)性能是導(dǎo)熱系數(shù)。理論預(yù)測碳納米管的導(dǎo)熱系數(shù)很可能大于金剛石而成為世界上導(dǎo)熱率最高的材料。因此采用碳納米管復(fù)合材料來制作導(dǎo)熱層是合期望的。

在一些實施例中，導(dǎo)熱層具有多個平行的柱狀單元，每一個柱狀單元在垂直于指紋和指紋識別裝置的接觸面的方向上延伸，例如，可以是圖2中垂直于保護層7的方向。導(dǎo)熱層的柱狀單元可以通過激光切割或化學(xué)蝕刻的方式形成。多個平行而縱向延伸的柱狀單元能夠高效地將手指上的熱量傳導(dǎo)至多個識別元件，而在橫向上不傳導(dǎo)熱量，從而最小化熱量的損失。

在一些實施例中，指紋識別裝置還包括布置在導(dǎo)熱層上方的保護層。該保護層用于保護其下方的導(dǎo)熱層，并且應(yīng)當(dāng)是良好導(dǎo)熱的。例如，保護層可以由鋼化玻璃或有機玻璃制成。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種顯示設(shè)備，包括上述指紋識別裝置。

在上述顯示設(shè)備中，所使用的指紋識別裝置利用溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層的親水性/疏水性與溫度相關(guān)的性質(zhì)來檢測指紋，因此克服了電容型指紋識別裝置不能透過顯示設(shè)備表面的玻璃板檢測指紋的缺陷。指紋識別裝置能夠集成在顯示設(shè)備的任何位置而不必在顯示設(shè)備的邊緣設(shè)置單獨的指紋識別區(qū)，因此有利于提高指紋識別的精確性，并且有利于實現(xiàn)顯示設(shè)備的窄邊框化和小型化。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種指紋識別裝置的制作方法。該方法包括：提供多個識別元件，每一個識別元件包括第一識別單元和第二識別單元。第一識別單元包括夾在第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層與下電極之間并且由密封層圍封的導(dǎo)電液滴。第二識別單元包括夾在第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層與下電極之間并且由密封層圍封的導(dǎo)電液滴。第一識別單元和第二識別單元的上電極至少部分地浸入在導(dǎo)電液滴中且不與下電極接觸。

在一些實施例中，第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層和/或第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層通過以下步驟形成：提供基底；在基底上形成交聯(lián)型接枝膜。

在一些實施例中，在基底的形成交聯(lián)型接枝膜的表面上通過構(gòu)圖工藝形成多個凹槽。

應(yīng)當(dāng)指出的是，本發(fā)明的這些方面具有類似或相同的示例實現(xiàn)和益處，在此不再贅述。

本發(fā)明的這些和其它方面將從以下描述的實施例顯而易見并且將參照以下描述的實施例加以闡述。

附圖說明

圖1（a）和圖1（b）分別示意性地圖示了在溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層呈現(xiàn)親水性和疏水性時與導(dǎo)電液滴的接觸角。

圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的指紋識別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示意性地圖示了在外界溫度低于手指的脊部的溫度且手指接觸指紋識別裝置的情況下，根據(jù)本發(fā)明實施例的指紋識別裝置中的導(dǎo)電液滴的分布；以及

圖4示意性地圖示了在外界溫度高于手指的脊部的溫度且手指接觸指紋識別裝置的情況下，根據(jù)本發(fā)明實施例的指紋識別裝置中的導(dǎo)電液滴的分布。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。附圖是示意性的，未必按照比例繪制，且只是為了說明本發(fā)明的實施例而并不意圖限制本發(fā)明的保護范圍。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部分。為了使本發(fā)明的技術(shù)方案更加清楚，本領(lǐng)域熟知的工藝步驟及器件結(jié)構(gòu)在此省略。

圖1（a）和圖1（b）分別示意性地圖示了在溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層呈現(xiàn)親水性和疏水性時與導(dǎo)電液滴的接觸角。如本文中所使用的，接觸角是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線穿過液體與固-液交界線之間的夾角θ。如圖1（a）所示，溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層1的材料的分子鏈呈現(xiàn)親水性，此時，導(dǎo)電液滴2與溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層1的接觸角接近0°，導(dǎo)電液滴2以盡可能大的面積接觸溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層1，即，導(dǎo)電液滴2平鋪在溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層1上。如圖1（b）所示，溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層1的材料的分子鏈呈現(xiàn)疏水性，此時，導(dǎo)電液滴2與溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層1的接觸角θ為近似150°，導(dǎo)電液滴2以盡可能小的面積接觸溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層1。

圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的指紋識別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，指紋識別裝置包括多個識別元件100，每一個識別元件100包括第一識別單元101和第二識別單元102。第一識別單元101包括夾在第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層11與下電極3之間并且由密封層5圍封的導(dǎo)電液滴2，并且第二識別單元102包括夾在第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層12與下電極3之間并且由密封層5圍封的導(dǎo)電液滴2。第一識別單元101和第二識別單元102的上電極4至少部分地浸入在導(dǎo)電液滴2中且不與下電極3接觸。

應(yīng)當(dāng)指出的是，圖2中所示的導(dǎo)電液滴2的分布是示意性的，其僅僅出于說明目的。如以下將解釋的，導(dǎo)電液滴2的分布將隨第一和/或第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層11，12的溫度而變化。另外，應(yīng)當(dāng)指出的是，圖2中所示的識別元件100的個數(shù)是示意性的。得益于本發(fā)明的教導(dǎo)的本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)實際需要來選擇合適的識別元件數(shù)目和密度。

第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層11的親水/疏水轉(zhuǎn)換溫度為T1，第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層12的親水/疏水轉(zhuǎn)換溫度為T2，手指的脊部的溫度為T，手指的脊部和谷部之間的溫度差的絕對值為τ，并且T-τ＜T1＜T＜T2＜T+τ。在通常情況下，手指的脊部的溫度T是固定值，并且手指的脊部和谷部之間的溫度差的絕對值τ也是固定值。

第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層11和/或第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層12包括基底和形成在基底上的交聯(lián)型接枝膜?；拙哂卸鄠€凹槽，凹槽之間的間距小于或等于10μm。形成在基底上的交聯(lián)型接枝膜的臨界轉(zhuǎn)換溫度與基底的粗糙度有關(guān)。因此，可以通過在基底上形成多個凹槽來控制基底的粗糙度，進而調(diào)節(jié)第一和/或第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層11，12的臨界轉(zhuǎn)換溫度。

第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層11的交聯(lián)型接枝膜包括聚異丙基丙烯酰胺。聚異丙基丙烯酰胺的臨界轉(zhuǎn)換溫度在35℃附近，并且能夠通過調(diào)節(jié)基底的粗糙度來進一步調(diào)節(jié)。實驗表明，當(dāng)呈現(xiàn)疏水性質(zhì)時，聚異丙基丙烯酰胺與液體的接觸角接近160°，并且當(dāng)呈現(xiàn)親水性質(zhì)時，聚異丙基丙烯酰胺與液體的接觸角接近0°。

第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層12的交聯(lián)型接枝膜包括N-乙丙基烯酰胺與N-異丙基丙烯酰胺的共聚物。通過控制該共聚物中的N-乙丙基烯酰胺和N-異丙基丙烯酰胺的摩爾百分比，可以控制該共聚物的臨界轉(zhuǎn)換溫度。實驗表明，典型的N-乙丙基烯酰胺與N-異丙基丙烯酰胺的共聚物的臨界轉(zhuǎn)換溫度在33.8℃-41.6℃范圍內(nèi)，例如36.8℃。

密封層5為疏水密封層，例如密封層由有機玻璃制成。通過選擇疏水密封層，可以最小化識別元件側(cè)壁對導(dǎo)電液滴2分布的干擾，使得導(dǎo)電液滴2的分布僅受第一和/或第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層11，12的親水/疏水性影響。

可選地，指紋識別裝置還包括信號處理電路8，每一個識別元件100與信號處理電路8電氣連接。信號處理電路8配置成檢測第一識別單元101和第二識別單元102的下電極4上的電信號，并且根據(jù)所檢測到的電信號確定指紋。

可選地，指紋識別裝置還包括布置在識別元件100上方的導(dǎo)熱層6。導(dǎo)熱層6的存在能夠?qū)⑹种干系臒崃砍浞值貍鲗?dǎo)至多個識別元件100，從而提高指紋識別的靈敏度和精確度。

在示例實施例中，導(dǎo)熱層6是縱向?qū)釋?，其能夠?qū)⑹种干系臒崃靠v向傳導(dǎo)至多個識別元件100，而在橫向上幾乎不傳導(dǎo)熱量，從而減少熱量的損失，提供指紋識別的靈敏度和精確度。例如，導(dǎo)熱層6由碳納米管復(fù)合材料制成。

如圖2所示，導(dǎo)熱層6具有多個平行的柱狀單元61，每一個柱狀單元61在多個識別元件100的縱向上延伸。導(dǎo)熱層6的柱狀單元61通過激光切割或化學(xué)蝕刻的方式形成。多個平行而縱向延伸的柱狀單元61能夠高效地將手指上的熱量傳導(dǎo)至多個識別元件100，而在橫向上不傳導(dǎo)熱量，從而最小化熱量的損失。

應(yīng)當(dāng)指出的是，雖然在圖2中柱狀單元61以與第一識別單元101和第二識別單元102一一對應(yīng)的方式示出，但是這僅僅是示意性的。在一些實施例中，第一識別單元和/或第二識別單元可以與多個柱狀單元對應(yīng)，或者至少一些第一識別單元和/或第二識別單元可以不與任何柱狀單元對應(yīng)。

可選地，指紋識別裝置還包括布置在導(dǎo)熱層6上方的保護層7。保護層7用于保護其下方的導(dǎo)熱層6，并且應(yīng)當(dāng)是良好導(dǎo)熱的。例如，保護層7由鋼化玻璃或有機玻璃制成。

圖3示意性地圖示了在外界溫度低于手指的脊部的溫度且手指接觸指紋識別裝置的情況下，根據(jù)本發(fā)明實施例的指紋識別裝置中的導(dǎo)電液滴的分布。向識別元件100的上電極4施加電信號。由于外界溫度低于手指的脊部的溫度T，因此手指9的脊部91的溫度高于手指9的谷部92。在這樣的情況下，當(dāng)手指9接觸指紋識別裝置時，與手指的脊部91接觸的識別元件100的第一識別單元101中的第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層11的溫度高于對應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)換溫度T1，因而從親水性轉(zhuǎn)變成疏水性。導(dǎo)電液滴2以盡可能小的面積接觸第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層11，從而電氣連接上電極4和下電極3。作為結(jié)果，在對應(yīng)的下電極3上檢測到電信號。相比之下，與手指9的谷部92接觸的識別元件100的第一識別單元101中的第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層11的溫度低于對應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)換溫度T1，因而保持親水狀態(tài)。作為結(jié)果，在對應(yīng)的下電極3上檢測不到電信號。另一方面，由于無論與手指9的脊部91還是與谷部92接觸，第二識別單元102中的第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層12的溫度都低于對應(yīng)臨界轉(zhuǎn)換溫度T2，因此第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層12保持親水性。作為結(jié)果，在對應(yīng)的下電極3上檢測不到電信號。

圖4示意性地圖示了在外界溫度高于手指的脊部的溫度且手指接觸指紋識別裝置的情況下，根據(jù)本發(fā)明實施例的指紋識別裝置中的導(dǎo)電液滴的分布。向識別元件100的上電極4施加電信號。由于外界溫度高于手指的脊部的溫度T，因此手指9的脊部91的溫度低于手指9的谷部92。在這樣的情況下，當(dāng)手指9接觸指紋識別裝置時，與手指的谷部92接觸的識別元件100的第二識別單元102中的第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層12的溫度高于對應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)換溫度T2，因而從親水性轉(zhuǎn)變成疏水性。導(dǎo)電液滴2以盡可能小的面積接觸第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層12，從而電氣連接上電極4和下電極3。作為結(jié)果，在對應(yīng)的下電極3上檢測到電信號。相比之下，與手指9的脊部91接觸的識別元件100的第二識別單元102中的第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層12的溫度低于對應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)換溫度T2，因而保持親水狀態(tài)。作為結(jié)果，在對應(yīng)的下電極3上檢測不到電信號。另一方面，由于無論與手指9的脊部91還是與谷部92接觸，第一識別單元101中的第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層11的溫度都高于對應(yīng)臨界轉(zhuǎn)換溫度T1，因此第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層11保持疏水性。作為結(jié)果，在對應(yīng)的下電極3上檢測到電信號。

因此，通過檢測每一個識別元件100中的第一識別單元101和第二識別單元102的下電極3上的電信號的存在和缺失，可以確定與該識別元件100接觸的指紋特征是脊部91還是谷部92，從而實現(xiàn)指紋識別。具體地，當(dāng)?shù)谝蛔R別單元101和第二識別單元102的下電極3上的電信號都存在或都缺失時，檢測到指紋的谷部92。相反，當(dāng)?shù)谝蛔R別單元101的下電極3上存在電信號而第二識別單元102的下電極3上不存在電信號時，檢測到指紋的脊部91。

本發(fā)明實施例還提供了一種顯示設(shè)備，如圖2所示的指紋識別裝置集成在其中。在這樣的顯示設(shè)備中，所使用的指紋識別裝置利用溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層的親水性/疏水性與溫度相關(guān)的性質(zhì)來檢測指紋，因此克服了電容型指紋識別裝置不能透過顯示設(shè)備表面的玻璃板檢測指紋的缺陷。指紋識別裝置能夠集成在顯示設(shè)備的任何位置而不必在顯示設(shè)備的邊緣設(shè)置單獨的指紋識別區(qū)，因此有利于提高指紋識別的精確性，并且有利于實現(xiàn)顯示設(shè)備的窄邊框化和小型化。

本發(fā)明實施例提供了一種指紋識別裝置的制作方法。該方法包括：提供多個識別元件，每一個識別元件包括第一識別單元和第二識別單元。第一識別單元包括夾在第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層與下電極之間并且由密封層圍封的導(dǎo)電液滴。第二識別單元包括夾在第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層與下電極之間并且由密封層圍封的導(dǎo)電液滴。第一識別單元和第二識別單元的上電極至少部分地浸入在導(dǎo)電液滴中且不與下電極接觸。第一溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層和/或第二溫敏型親水/疏水轉(zhuǎn)換層通過以下步驟形成：提供基底；在基底的表面上通過構(gòu)圖工藝形成多個凹槽；在具有多個凹槽的基底表面上形成交聯(lián)型接枝膜。構(gòu)圖工藝可以包括蝕刻工藝，并且交聯(lián)型接枝膜可以通過紫外光接枝技術(shù)形成。

本發(fā)明的概念可以廣泛應(yīng)用于任何具有顯示功能的系統(tǒng)，包括臺式計算機、膝上型計算機、移動電話、平板電腦等。另外，盡管上文已經(jīng)詳細描述了幾個實施例，但是其它修改是可能的。例如，可以將除所描述的組件之外的其它組件添加到所描述的系統(tǒng)或者從所描述的系統(tǒng)移除。其它實施例可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員鑒于本發(fā)明的教導(dǎo)，可以實現(xiàn)眾多變型和修改而不脫離于本發(fā)明的精神和范圍。